La spaca strukturo de la molekuloj de organikaj substancoj kaj neorganikaj

La spaca strukturo de la molekuloj de la neorganikaj kaj organikaj substancoj estas de granda graveco en la priskribo de ilia kemia kaj fizika ecoj. Se ni konsideras la aferon kiel aro bukovok kaj nombrojn sur papero ne ĉiam eblas veni al la ĝusta konkludoj. Priskribi multaj fenomenoj, precipe tiuj asociitaj kun organika kemio, estas necese scii la stereometric molekula strukturo.

Kio estas la Geometrio

Geometrio - estas sekcio de kemio, kiu klarigas la proprietojn de la molekuloj de la substanco en terminoj de ĝia strukturo. Kaj la spaca reprezento de la molekuloj ludas gravan rolon ĉi tie, ĉar ĝi estas la ŝlosilo por solvi multajn bio-organika fenomenoj.

Geometrio estas aro de bazaj reguloj, kiuj povas esti preskaŭ ajna molekulo ĉeestas amase formon. La malavantaĝo de malneta formulo, skribita sur ordinara paperfolio, estas ĝia nekapablo malkaŝi plenan liston de la ecoj de la substanco.

Ekzemplo povas okazi fumaric acido, kiu apartenas al la klaso de dibasic. Estas malbone solvebla en akvo, ne venena kaj povas esti trovitaj en la naturo. Tamen, se vi ŝanĝas la spaca aranĝo de la COOH grupoj, povas ricevi tute alia afero - maleic acido. Estas facile solvebla en akvo, povas nur esti akirita artefarite, ĝi implicas riskon al homoj pro toksaj ecoj.

Stereochemical teorion de van't Hoff

En la 19-a jarcento M.Butlerova reprezento de plata strukturo de ajna molekulo povis klarigi multajn el la ecoj de substancoj, precipe organikajn. Tio kondukis al la redakcio de la Van't Hoff labori "Kemio en spaco", en kiu li aldonis la teorio M.Butlerova liaj esploroj en ĉi tiu areo. Li enkondukis la koncepton de spaca strukturo de molekuloj, kaj ankaŭ klarigis la gravecon de lia malkovro de la kemiaj sciencoj.

Do ĝi pruvis la ekziston de tri tipoj de acida láctico: viando, laktaĵfabriko kaj dextrorotatory láctico acido fermentado. Sur paperfolio por ĉiu de ĉi tiuj substancoj estas la struktura formulo estas la sama, sed la spaca strukturo de molekuloj klarigas ĉi tiun fenomenon.

La konsekvenco de stereochemical teorion de van't Hoff estis pruvo de la fakto, ke la atomo de karbono ne estas ebena, kiel lia kvar valentajn obligacioj estas konvertitaj al la altecoj de imaginario kvaredro.

Piramidal spaca strukturo de organikaj molekuloj

Bazita sur iliaj trovoj van't Hoff kaj lia esplorado, ĉiu karbono skeleton de la organika substanco povas esti prezentita en la formo de tetraedro. Do ni povas konsideri la 4 eblaj kazoj formado C-C obligacioj kaj klarigi la strukturon de ĉi tiuj molekuloj.

La unua kazo - kiam la molekulo estas sola atomo de karbono, kiu formas 4 pro la protonoj de hidrogeno. La spaca strukturo de molekuloj de metano estas preskaŭ tute ripetas la konturo de kvaredro, sed la ligo angulo estas iom ŝanĝita kiel rezulto de la interago de atomoj de hidrogeno.

La formado de kemia C-C ligo povas esti reprezentitaj en la formo de du piramidoj, kiu estas interkonektitaj de komuna vertico. De tia konstruo de la molekulo povas vidi ke tiuj tetraedros povas rotar ĉirkaŭ sia akso kaj ŝanĝo pozicio libere. Se ni konsideras tiun sistemon ekzemplocele etano molekuloj, karbono en la skeleto estas vere povis rotacii. Tamen, du specifaj dispozicioj de la preferis energie avantaĝa ke la hidrogeno en la Newman projekcio ne koincidas.

La spaca strukturo de la molekulo etileno tria enkorpiĝo ekzempligas formado de C-C obligacioj, kiam la du havas komunan kvaredro ligita, tio estas: sekci je du najbaraj pintoj. Estas klare, ke pro tiu situacio stereometric molekula moviĝo de la atomoj de karbono rilate al sia akso, estas malfacila, ĉar Ĝi postulas rompi unu el la ligiloj. Sed ĝi iĝas ebla por formi cis kaj trans izomeroj de la substancoj kiel du liberaj radikaluloj sur ĉiu karbono povas esti lokita ĉu specularly aŭ kruce.

Cis kaj trans molekuloj klarigas la ekziston de fumaric acido kaj maleic acido. Inter la karbono atomoj en tiuj molekuloj estas formita du katenoj, kaj ĉiu el ili havas unu atomo de hidrogeno kaj la COOH grupo.

Tiu lasta kazo, kiu karakterizas la spaca molekula strukturo povas esti reprezentita de du piramidoj kiuj havas komunan vizaĝo kaj kunvenis tri verticoj. Ekzemplo estas la molekulo de acetileno.

Unue, kiel molekuloj havas la cis aŭ trans izomeroj. Due, la atomoj de karbono ne povas turni ĉirkaŭ lia akso. Kaj en tria loko, la tuta de la atomoj kaj radikaluloj troviĝas sur unu akso kaj la ligo angulo estas 180 gradoj.

Kompreneble, la priskribitaj kazoj povas esti aplikita al substancoj kiuj skeleton enhavas pli ol du hidrogeno atomoj. La principo de stereometric konstruo de tiaj molekuloj estas subtenita.

La spaca strukturo de inorganics molekuloj

La formado de kovalentaj ligoj en neorganikaj kombinaĵoj de mekanismo simila al tiu de organikaj substancoj. Por ligo formado postulas vakua paroj de elektronoj de la du atomoj kiuj formas la tuta elektronika nubo.

La koincido de orbitales en la formado de kovalenta ligo okazas sur unu linio de la atomaj kernoj. Se atomo formas du aŭ pli konektoj, la distanco inter ili karakterizas por la ligo angulo.

Se ni konsideras akvon molekulo, kiu estas formita de atomo de oksigeno kaj du hidrogeno atomoj, la valencia angulo devus ideale atingus 90 gradoj. Tamen, eksperimenta studoj montris ke tiu valoro IS 104,5 gradoj. La spaca strukturo de molekuloj malsamas de la teorie antaŭvidita de la ĉeesto de la fortoj de interago inter la atomoj de hidrogeno. Ili repeler la alia, tiel pliigante la ligo angulo inter ili.

Sp-hibridigo

Hibridiĝo - teorion de la formado de la sama hibrida orbitales de la molekulo. Tiu fenomeno okazas pro la centra atomo vakua paroj de elektronoj en malsamaj energiaj niveloj.

Ekzemple, konsideru la formado de kovalentaj ligoj BeCl2 molekulo. Berilio vakua paroj de elektronoj estas sur la s kaj p niveloj, kiu teorie devus kaŭzas la formado de malglata angulo de la molekulo. Tamen, praktike ili estas lineara, kaj la ligilo angulo estas 180 gradoj.

Sp-hibridigo estas uzata en la formado de du kovalentaj ligoj. Tamen, ekzistas aliaj specoj de formado de hibridaj orbitoj.

SP2-hibridigo

Tiu tipo de hibridiĝo respondecas pri la spaca strukturo de molekuloj kun tri kovalentaj ligoj. Ekzemplo estas BCl3 molekulo. Centra bario atomon havas tri unshared paroj de elektronoj: du sur la p-nivelo kaj unu ĉe la s-nivelo.

Tri kovalentaj ligoj por formi molekulon kiu situas en la sama aviadilo, kaj ĝia ligo angulo estas 120 gradoj.

SP3-hibridigo

Alia personigo de la formado de hibridaj orbitales kiam la centra atomo havas unshared paroj de elektronoj 4: 3 sur p-nivelo kaj por s-1 nivelo. Ekzemplo de tiaj substancoj - metano. La spaca strukturo de la metano molekulo estas tetraerd kaj enhavis la ligo angulo estas 109,5 gradoj. Ŝanĝi la angulo ĝi karakterizas por la interago de hidrogeno atomoj kun la alia.